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氘核详细资料大全

小肉包1年前 (2023-12-18)阅读数 15#综合百科
文章标签中子聚变

氘核详细资料大全

氘核(deuteron)是由一个质子和一个中子组成的原子核。氢的一种同位素原子核。结合能是2.20兆电子伏。氘核与其他核素,如氚核发生反应发射中子的阈能低,截面大,产生的中子能量高。因此,可用作中子源的材料或核聚变的燃料。大自然的含量约为一般氢的7000分之一,从核反应中制得,主要用于热核反应。

基本介绍 中文名 :氘核 外文名 :deuteron 组成 :由1个质子和1个中子组成 结合能 :2.20兆电子伏 性质 :氢的一种同位素原子核 氘核的组成,氘的性质,氘核的性质,氘的用途,氢的同位素, 氘核的组成 氘核为氘(deuterium)的原子核,由1个质子与1个中子组成。 氘的性质 氘(deuterium),氢(H)的同位素,也被称为重氢,元素符号一般为D或2H。氘原子核中有一个质子和一个中子,其相对原子量为普通氢的二倍。氢中有0.02%的氘,在大自然的含量约为一般氢的七千分之一。氘用于热核反应,聚变时放出β射线后形成质量数为 3 的氦,并在化学和生物学的研究工作中作示踪原子。氘被称为“未来天然燃料”。 常用制法:(1)由重水电解;(2)由液氢低温精镏。 氘核的性质 氘核中有两个核子,平均结合能为1.11MeV(1eV≈1.602 189 2×10-19J),每个氘核的自旋状态函式有3个,即+1,0,-1。氘核所带电荷少,彼此间库仑斥力较小,不大的能量就能克服斥力的作用。超高温度时,氘核或与氢原子核互相碰撞,可以发生聚变反应,放出能量,生成平均结合能比氘核大的核,如: D+D→H+T+4MeV,D+D→n+3He+3.3MeVD+T→n+4He+17.6MeV 聚变反应原理 氘的用途 常温下,氘是一种无色、无味、无毒无害的可燃性气体。它用于核能、可控核聚变反应、氘化光导纤维、氘润滑油、雷射器、灯泡、实验研究、半导体材料韧化处理以及核医学,核农业等方面;另外在军事上,它也有一些重要的用途,比如制造氢弹,中子弹和DF雷射武器。 聚变反应堆装置示意图 氢的同位素 氢有三种同位素: 1 H(氕)、 2 H(氘)、 3 H(氚),平时见到的氢以 1 H为主,含少量 2 H;氦也有 3 He(氦3)和 4 He(氦4)两种同位素, 3 He不稳定,一般见到的是 4 He。 氢聚变为氦的反应可以有多种形式: 4个 1 H聚变为一个 4 He; 2个 2 H变为一个 4 He; 2 H + 3 H = 4 He + n 还有其它的形式,上面只是简单的说明,其实聚变过程中还有其它粒子产生。 总之要聚变成 4 He,至少要有4个核子(质子或中子),因为质子和中子在一定条件下可以互相转化。如果聚变中的核子超过4个了,多余的通常会以中子形式释放出来。 可以仔细研究 4 He的核质量,以及中子、质子的质量,会发现由两个质子加两个中子组成的 4 He核,比两个自由质子及两个自由中子质量之和要小,此即质量亏损的来源,核聚变的巨大能量就来源于这个质量之差。 还可以理解为聚变后,每个质子和中子的质量都减小了。正如当一人从高处跳到地面,如果释放的能量通过辐射发散到外太空,可以发现那个人的质量有微小的下降。

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